연구원들은 왜 성이 진화했는지에 대한 수수께끼를 닫습니다.

연구원들은 왜 성이 진화했는지에 대한 수수께끼를 닫습니다.

진화라는 관점에서 볼 때 생물체가 섹스를하는 이유는 분명히 드러난다. 분명히, 자연 선택은 할 수없는 사람들보다 재현 할 수있는 개인을 선호해야합니다. 그러나 이것은 요점을 놓치고 있습니다. 많은 종에게 대안이 있습니다 : 무성 생식.

그렇다면 왜 많은 종에서 섹스가 진화 되었습니까? 놀랍게도이 질문에 대한 명확한 대답은 하나도 없습니다. 사실 지금까지 연구자들은 20 다른 가설. 최근에이 이론들을 테스트하기 시작한 많은 실험들이 우리를 해결책을 찾는데 더 가깝게 만듭니다.

무성 생식 종에서 여성은 남성의 유전 적 기여없이 복제하고 딸을 효과적으로 자신과 동일하게 만든다. 장미를 먹은 사람은 모두 식물의 이가 낀다.별칭 : greenflies 또는 aphids)이 전략이 얼마나 성공적 일 수 있는지 알 수 있습니다.

지적 문제의 핵심은 남성이 종종 자손에게 투자하지 않는다는 사실입니다. 성매매 여성은 아들과 딸을 둘 다 생산해야하지만 성숙한 여성은 딸을 혼자 만들 수 있습니다. 암컷이 투자 섹스를하면 (즉, 알을 낳고 새끼를 낳음), 인구를 빠르게 성장시키는 것이 훨씬 쉬워집니다. 한 명의 무성의 여성이 2 명, 두 명이 4 명, 네 명이 8 명이 될 수 있습니다. 이것은 확인되었습니다. 으로 실험 실험실에서 무형 딱정벌레와 성충류를 효과적으로 비교했습니다.

포유 동물 (사람을 포함하여)과 새들을 제외하고 물고기, 파충류, 식물 및 곤충을 포함하여 거의 모든 분류 학적 그룹에 무성 생식 종들이 있습니다. 그러나 이들은 흔하지 않습니다. 따라서 무성 생식의 장점에도 불구하고, 이것은 장기간에 걸쳐 성관계가 승리한다는 것을 말해줍니다.

나쁜 돌연변이 대 적응

이 문제에 대한 진화론적인 연구는 크게 두 가지 가설 범주를 중심으로 이루어졌다. 그들은 둘 다 섹스가 부모의 유전 적 구성을 뒤섞어 변형을 일으킨다는 사실에 근거합니다. 당신과 나는 우리 부모의 똑같은 사본이 아니지만 무성의 진딧물의 딸들은 그렇습니다.

이 변이는 유전 적 수준에서 드러납니다. 성은 유해한 돌연변이가 많은 종 내에서 일부 유기체를 생성하고 일부는 상대적으로 적은 돌연변이로 만듭니다. 이른바 서포터 돌연변이 결정론 돌연변이가 많은 생물체가 생존율이 불균형 적으로 낮 으면 많은 악성 돌연변이가 숙주와 함께 사라져 돌연변이가없는 많은 유기체를 생성하는 경향이 있다고 주장했다. 무성 생식 종에서는이 변이가 없기 때문에 특별히 돌연변이에 의한 부담이 없다. 결과적으로 아무도 돌연변이로 인해 많은 해로운 돌연변이가 사라지지는 않습니다.

그러나이 이론은 점점 더 많은 의문이 제기되고있다. 곤충 그리고, 식물이론이 요구하는만큼 많은 해로운 돌연변이를 실제로 만들어 내지 못하고있다.

또 다른 강한 경쟁자 가설에 따르면 섹스는 혈통을 변화하는 조건에 적응하다. 실험을 통해 성적 혈통의 구성원은 일반적으로 조건이 바뀌면 같은 종의 무성한 구성원보다 빨리 적응한다는 것을 확인합니다. 실제로 딱정벌레 실험 성적 집단이 변화하는 조건에서 자유롭게 진화 할 수 있다면, 그것은 무 성의 집단을 대체 할 수 있다는 것을 보여 주었다.

성관계가 적응을 촉진시키는 데는 여러 가지 이유가있을 수 있습니다. 예를 들어, 두 사람 모두 무성한 개체군에서 좋은 변이가 있지만 돌연변이가 다르다고 상상해보십시오. 그들의 DNA는 혼합 할 수 없으므로 그들의 자손은 서로 경쟁하게됩니다 (이것은 클론 (clonal) 간섭이라고합니다). 한 개체에서 두 변이의 이익을 얻지 못할 것입니다. 그러나 성적 집단에서는 좋은 돌연변이가 모두 한 사람으로 변할 수 있습니다. 이 방법을 사용하면 두 가지의 이점을 얻을 수 있으므로 적응이 훨씬 쉬워집니다. 분자 수준의 연구 2 월 24에 게시 됨 섹스가 실제로 클론 간섭을 완화 시킨다는 것을 확인했습니다.

여왕 이론 : 기생충?

그래서 적응의 속도를 높이는 것이 꽤 좋은 설명 인 것 같습니다. 그러나 환경 변화가 일어나고 조건이 안정화 된 후에는 어떻게 될까요? 우리는 무자격자가 다시 성매매 경쟁을하기를 기대해서는 안 될까요? 이러한 이유 때문에 많은 연구원들이성에 의해 생성 된 변이가 종들이 기생충과 함께 끊임없는 진화 무기 경쟁에 적응할 수있게한다는 생각에 점점 더 매료되어 가고 있습니다.

이런 종류의 진화 게임은 고양이와 마우스로 알려져 있습니다. 붉은 여왕 진화이상한 나라의 앨리스 (Alice in Wonderland)에있는 한 캐릭터가 같은 장소에 머물러 있어야한다고 주장한 캐릭터의 이야기. 실제로, 면역과 관련된 유전자는 우리가 가지고있는 가장 빠른 진화 중 일부입니다. 도 있습니다 최근의 증거 그 종은 그들이 기생충에 감염되었다고 느낄 때하는 유전 적 혼합 양을 증가시킬 수 있습니다. 이것은 그들의 자손이 서로와 부모와 훨씬 더 다른 것을 의미합니다.

우리는 또한 무성 생식 식물의 변이가 없다는 단점을 알고있다. 예를 들어, 기생충에 의한 공격은 아일랜드 감자 기근 1845-49에서. 현재 바나나는 위협을 받고 수많은 곰팡이 기생충에 의한 공격으로부터 이는 바나나 수출 무역의 95 % 이상이 단지 하나의 무성 생식기 (Cavendish)에 불과하다는 점을 고려할 때이다.

그렇다면 유기체는 그들의 자손이 질병에 의해 씻겨 내지 않을 것이지 또는 상대적으로 해로운 돌연변이가 없는지 확인하기 위해 성관계를 갖고 있습니까? 이 가설들은 상호 배타적 일 필요는 없습니다. 이 분야의 연구원들은 일종의 하이브리드 모델에 점점 더 관심을 가지고 있습니다.

현재, 우리는 분자 수준에서 성의 진화 - 그래서 우리는 적응 중에 잃어 버리거나 얻은 정확한 돌연변이를지도로 나타낼 수 있습니다. 숙주와 기생충의 공동 진화의 결과로 일어난 돌연변이의 운명에 대한 연구 또한 막 돌아왔다. 그러나 주요 쟁점은 여전히 ​​남아 있습니다 : 더 많은 종들이 (진딧물이하는 것처럼) 양 세계의 장점을 가지지 못하고, 성생활과 무성 생식기 모두를 가지고있는 이유를 이해하십시오.

저자에 관하여

허스트 로렌스Laurence D. Hurst, Bath 대학교의 Milner Center for Evolutionary Genetics 교수. 그의 연구는 유전자, 게놈 및 유전 시스템의 진화에 관한 것이다. 그는 명백하게 무해한 돌연변이의 운명을 이해하는 데 특히 관심이있다. 현재 연구는 유전자와 게놈 진화에 대한 진화적인 이해를 개선 된 진단과 건강 관리로 변환하는 것을 목표로합니다.

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